New York Üniversitesi matematikçilerinin yürüttüğü çalışma, kuş sürüleri ve balık okullarının kolektif hareketini yumuşak kristal benzeri bir matematiksel modelle açıkladı. Çalışma, NYU Applied Mathematics Laboratory’nin önceki bulgularının üzerine inşa edildi ve Physical Review Fluids dergisinde yayımlandı.
Modelde bireysel kuşlar ve balıklar, düzenli bir örgü halinde dizilmiş atomlar gibi davranıyor; aralarındaki yaklaşık eşit aralıklar ve esnek, yay benzeri bağlar, topluluğu elastik bir malzeme gibi gösteriyor. Araştırma bu tür oluşumların kırılgan ve kolayca deforme olabileceğini, fakat hava veya su akışındaki değişikliklere ve yakınlardaki nesnelere ya da yırtıcılara karşı hassas olduğunu belirtiyor.
Modeli doğrulamak için ekip mekanize kanat vuruşları deneylerini kullandı. Deneyde kullanılan kanatlar plastikten 3D yazıcıyla üretildi ve motorlarla su içinde çırpıldı; örnek sürü farklı hızlarda hareket etti ve sıra içinde ya da kuyruk düzeninde konumunu serbestçe ayarlayabildi. Mekanik kanatların grup davranışı modelin tahminleriyle uyum gösterdi.
Çalışma, kolektif hareketin fiziğini hidrodinamik ve aerodinamik etkileşimlerle ilişkilendiriyor ve havacılık, otomotiv mühendisliği, robotik ile enerji hasadı gibi alanlar için olası uygulamalara işaret ediyor. Araştırmada Courant Institute’da görevliyken çalışma yapan bir araştırmacı Oxford’da görev almakta ve proje National Science Foundation desteğiyle yürütüldü.
- Uygulamalar: havacılık
- Uygulamalar: otomotiv mühendisliği
- Uygulamalar: robotik ve enerji hasadı
Zor kelimeler
- kolektif — Bir grup içinde birlikte yapılan ortak hareket
- yumuşak kristal — Düzenli ama akışkan ve esnek yapı gösteren madde
- elastik — Şekil değişikliğinden sonra eski haline dönen
- kırılgan — Kolayca çatlayan, kırılan veya zarar gören
- mekanize — Elle değil makineyle hareket ettirilen veya çalıştırılan
- hidrodinamik — Sıvıların akışı ve etkileriyle ilgili fizik dalı
- aerodinamik — Havayla etkileşim içindeki hareket ve kuvvetler bilimi
- enerji hasadı — Çevresel hareketlerden veya akımlardan enerji elde etme
İpucu: Türkçe metni okurken veya ses kaydını dinlerken, vurgulanan kelimelerin üzerine gel, odaklan ya da dokun; anında kısa tanımlar görünür.
Tartışma soruları
- Bu modelin havacılık veya otomotiv mühendisliğinde nasıl uygulanabileceğini düşünüyorsunuz? Örnek veriniz.
- Laboratuvarda mekanik kanatlarla yapılan deneylerin gerçek kuş sürülerini tam olarak temsil etmeme olası sınırlamaları nelerdir?
- Kolektif hareketi elastik bir malzemeye benzetmenin sağlayacağı avantajlar ve olası dezavantajlar neler olabilir?
İlgili makaleler
Mıknatısla yönlendirilen mikrorobotlar omurilik onarımını hızlandırıyor
Zürihli araştırmacılar kök hücreleri manyeto-elektrik nanoparçacıklarla birleştirerek NPCbot adlı mikrorobotlar geliştirdi. Mıknatıslarla yaralanma bölgesine yönlendirilen bu yapıların balık ve fare deneylerinde sinir onarımını hızlandırdığı görüldü; insan denemeleri için daha fazla çalışma gerekiyor.
İnsansı robota yürümeyi hızlı öğreten yeni yöntem
Georgia Tech araştırmacıları, öğretmen-öğrenci yaklaşımını değiştirerek insansı bir robotu farklı dış yüzeylerde daha hızlı ve daha az maliyetle yürütmeyi başardı. Denetleyici simülasyondan sonra gerçek robota yüklendi ve test edildi.
Bilim İnsanları Takviyeli Kauçuğun Güçlenme Nedenini Çözdü
University of South Florida liderliğindeki bir ekip, karbon siyahı içeren takviyeli kauçuğun neden sertleştiğini gösteren bir mekanizma buldu. Bulgular Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı ve lastik tasarımı için önemli sonuçlar taşıyor.
Sarımsağın böceklerde çiftleşmeyi engelleyen bileşiği
Araştırmacılar sarımsakta bulunan doğal bir bileşiğin sivrisinekler ve bazı sinek türlerinde çiftleşmeyi ve yumurta bırakmayı engellediğini keşfetti. Bulgular Yale'deki bir laboratuvarda bulundu ve çevre dostu zararlı kontrolüne işaret edebilir.
